如何JavaScript項目中實現一個模塊化功能

這篇文章將為大家詳細講解有關如何JavaScript項目中實現一個模塊化功能，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

一、模塊化需要解決的問題

要對一個東西進行深入的剖析，有必要帶著目的去看。模塊化所要解決的問題可以用一句話概括

在沒有全局污染的情況下，更好的組織項目代碼

舉一個簡單的栗子，我們現在有如下的代碼：

function doSomething () {
 const a = 10;
 const b = 11;
 const add = function (a + b) {
  return a + b
 }
 add (a + b)
}

在現實的應用場景中，doSomething 可能需要做很多很多的事情，add 函數可能也更為復雜，并且可以復用，那么我們希望可以將 add 函數獨立到一個單獨的文件中，于是：

// doSomething.js 文件
const add = require('add.js');
const a = 10;
const b = 11;
add(a+ b);

// add.js 文件
function add (a, b) {
 return a + b;
}
module.exports = add;

這樣做的目的顯而易見，更好的組織項目代碼，注意到兩個文件中的 require 和 module.exports，從現在的上帝視角來看，這出自 CommonJS 規范（后文會有一個章節來專門講規范）中的關鍵字，分別代表導入和導出，拋開規范而言，這其實是我們模塊化之路上需要解決的問題。另外，雖然 add 模塊需要得到復用，但是我們并不希望在引入 add 的時候造成全局污染

二、引入的模塊如何運行

在上述的例子中，我們已經將代碼拆分到了兩個模塊文件當中，在不造成全局污染的情況下，如何實現 require，才能使得例子中的代碼做到正常運行呢？

先不考慮模塊文件代碼的載入過程，假設 require 已經可以從模塊文件中讀取到代碼字符串，那么 require 可以這樣實現

function require (path) {
  // lode 方法讀取 path 對應的文件模塊的代碼字符串
  // let code = load(path);
  // 不考慮 load 的過程，直接獲得模塊 add 代碼字符串
  let code = 'function add(a, b) {return a+b}; module.exports = add';
  // 封裝成閉包
  code = `(function(module) {$[code]})(context)`
  // 相當于 exports，用于導出對象
  let context = {};
  // 運行代碼，使得結果影響到 context
  const run = new Function('context', code);
  run(context, code);
  //返回導出的結果
  return context.exports;
}

這有幾個要點：

1） 為了不造成全局污染，需要將代碼字符串封裝成閉包的形式，并且導出關鍵字 module.exports ，module 是與外界聯系的唯一載體，需要作為閉包匿名函數的入參，與引用方傳入的上下文 context 進行關聯

2） 使用 new Function 來執行代碼字符串，估計大部分同學對 new Function 是不熟悉的，因為一般情況下定義一個函數無需如此，要知道，用 Function 類可以直接創建函數，語法如下：

var function_name = new function(arg1, arg2, ..., argN, function_body)

在上面的形式中，每個 arg 都是一個參數，最后一個參數是函數主體（要執行的代碼）。這些參數必須是字符串。也就是說，可以使用它來執行字符串代碼，類似于 eval，并且相比 eval, 還可以通過參數的形式傳入字符串代碼中的某些變量的值

3）如果曾經你有疑惑過為什么規范的導出關鍵字只有 exports 而我們實際使用過程中卻要使用module.exports（寫過 Node 代碼的應該不會陌生），那在這段代碼中就可以找到答案了，如果只用 exports 來接收 context，那么對 exports 的重新賦值對 context 不會有任何影響（參數的地址傳遞），不信將代碼改成如下形式再跑一跑：

演示結果

三、代碼載入方式

解決了代碼的運行問題，還需要解決模塊文件代碼的載入問題，根據上述實例，我們的目標是將模塊文件代碼以字符串的形式載入

在 Node 容器，所有的模塊文件都在本地，只需要從本地磁盤讀取模塊文件載入字符串代碼，再走上述的流程就可以了。事實證明，Node 非內建、核心、c++ 模塊的載入執行方式大體如此（雖然使用的不是 new Function，但也是一個類似的方法）

在 RN/Weex 容器，要載入一個遠程 bundle.js，可以通過 Native 的能力請求一個遠程的 js 文件，再讀取成字符串代碼載入即可（按照這個邏輯，Node 讀取一個遠程的 js 模塊好像也無不可，雖然大多數情況下我們不需要這么做）

在瀏覽器環境，所有的 Js 模塊都需要遠程讀取，尷尬的是，受限于瀏覽器提供的能力，并不能通過 ajax 以文件流的形式將遠程的 js 文件直接讀取為字符串代碼。前提條件無法達成，上述運行策略便行不通，只能另辟蹊徑

這就是為什么有了 CommonJs 規范了，為什么還會出現 AMD/CMD 規范的原因

那么瀏覽器上是怎么做的呢？在瀏覽器中通過 Js 控制動態的載入一個遠程的 Js 模塊文件，需要動態的插入一個 <script> 節點：

// 摘抄自 require.js 的一段代碼
var node = config.xhtml ?
        document.createElementNS('http://www.w3.org/1999/xhtml', 'html:script') :
        document.createElement('script');
node.type = config.scriptType || 'text/javascript';
node.charset = 'utf-8';
node.async = true;
node.setAttribute('data-requirecontext', context.contextName);
node.setAttribute('data-requiremodule', moduleName);
node.addEventListener('load', context.onScriptLoad, false);
node.addEventListener('error', context.onScriptError, false);

要知道，設置了 <script> 標簽的 src 之后，代碼一旦下載完成，就會立即執行，根本由不得你再封裝成閉包，所以文件模塊需要在定義之初就要做文章，這就是我們說熟知的 AMD/CMD 規范中的 define，開篇的 add.js 需要重新改寫一下

// add.js 文件
define ('add'，function () {
  function add (a, b) {
   return a + b;
  }
  return add;
})

而對于 define 的實現，最重要的就是將 callback 的執行結果注冊到 context 的一個模塊數組中：

  context.modules = {}
  function define(name, callback) {
    context.modules[name] = callback && callback()
  }

于是 require 就可以從 context.modules 中根據模塊名載入模塊了，是不是有了一種自己去寫一個 “requirejs” 的沖動感

具體的 AMD 實現當然還會復雜很多，還需要控制模塊載入時序、模塊依賴等等，但是了解了這其中的靈魂，想必去精讀 require.js 的源碼也不是一件困難的事情

四、Webpack 中的模塊化

Webpack 也可以配置異步模塊，當配置為異步模塊的時候，在瀏覽器環境同樣的是基于動態插入 <script> 的方式載入遠程模塊。在大多數情況下，模塊的載入方式都是類似于 Node 的本地磁盤同步載入的方式

嫑忘記，Webpack 除了有模塊化的能力，還是一個在輔助完善開發工作流的工具，也就是說，Webpack 的模塊化是在開發階段的完成的，使用 Webpack 構筑的工作環境，在開發階段雖然是獨立的模塊文件，但是在運行時，卻是一個合并好的文件

所以 Webpack 是一種在非運行時的模塊化方案（基于 CommonJs），只有在配置了異步模塊的時候對異步模塊的加載才是運行時的（基于 AMD）

五、模塊化規范

通用的問題在解決的過程中總會形成規范，上文已經多次提到 CommonJs、AMD、CMD，有必要花點篇幅來講一講規范

Js 的模塊化規范的萌發于將 Js 擴展到后端的想法，要使得 Js 具備類似于 Python、Ruby 和 Java 那樣具備開發大型應用的基礎能力，模塊化規范是必不可少的。CommonJS 規范的提出，為Js 制定了一個美好愿景，希望 Js 能在任何地方運行，包括但不限于：

• 服務器端 Js 應用

• 命令行工具

• 桌面應用

• 混合應用

CommonJS 對模塊的定義并不復雜，主要分為模塊引用、模塊定義和模塊標識

1. 模塊引用：使用 require 方法來引入一個模塊

2. 模塊定義：使用 exports 導出模塊對象

3. 模塊標識：給 require 方法傳入的參數，小駝峰命名的字符串、相對路徑或者絕對路徑

模塊示意

CommonJs 規范在 Node 中大放異彩并且相互促進，但是在瀏覽器端，鑒于網絡的原因，同步的方式加載模塊顯然不太實用，在經過一段爭執之后，AMD 規范最終在前端場景中勝出（全稱 Asynchronous Module Definition，即“異步模塊定義”）

什么是 AMD，為什么需要 AMD ？在前述模塊化實現的推演過程中，你應該能夠找到答案

除此之外還有國內玉伯提出的 CMD 規范，AMD 和 CMD 的差異主要是，前者需要在定義之初聲明所有的依賴，后者可以在任意時機動態引入模塊。CMD 更接近于 CommonJS

兩種規范都需要從遠程網絡中載入模塊，不同之處在于，前者是預加載，后者是延遲加載

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